Напруга автомобільного акумулятора — це параметр, за яким можна багато чого довідатися. Наприклад, наскільки він заряджений або розряджений. Але це лише найпростіше, про що судять по напрузі на клемах. Ще правильно виміряний вольтаж дозволяє оцінити стан бортової мережі автомобіля, виявити несправності генератора або реле-регулятора, просадки напруги і інші проблеми. Як це працює — докладно розказано в даній статті.
Навіщо вимірювати напругу акумулятора
Для початку зупинимося більш детально на тій інформації, яку можна отримати за допомогою напруги акумулятора. Навіщо її взагалі вимірювати? Чи немає якихось альтернативних способів отримати ті ж самі дані? Як по напрузі АКБ можна виявити несправності в бортовій мережі? І так далі.
Перше, що можна дізнатися за напругою автомобільного акумулятора — це рівень заряду. Тобто, на скільки відсотків він заряджений або, навпаки, розряджений. Наприклад, якщо у вас розряджається новий акумулятор, контрольний замір напруги дозволить своєчасно це виявити. Крім того, за ступенем заряду АКБ можна оцінити шанси на успішний запуск двигуна зимового ранку. А ще слабо заряджений акумулятор треба б зарядити, щоб уникнути сульфатації.
Друге, про що може «сказати» вольтаж на клемах АКБ — чи нормально працює система запуску двигуна. Тобто, стартер. Наприклад, якщо напруга під час його роботи сильно просідає або взагалі пропадає, значить є проблеми. Найімовірніше, стартер «бере на себе». Незначна просадка напруги, навпаки, говорить про справність системи запуску, а також про хороший стан самого акумулятора.
Третє — чи нормально АКБ заряджається від генератора. Щоб акумулятор міг повноцінно відновлюватися в процесі їзди, необхідно дві речі — напруга в районі 14,4 В, а також достатня кількість часу. Якщо вольтаж буде менше зазначеного, то ми хоч добу безперервно можемо їздити на машині, але акумулятор так і не відновиться повністю.
Четверте — як бортова мережа «тримає» навантаження. Багатьом знайома ситуація, коли при включенні потужних споживачів напруга значно просідає. В результаті ні самі споживачі повноцінно не працюють, ні акумулятор від генератора повністю не заряджається. Наприклад, якщо без навантаження напруга на клемах АКБ 14,4 В, а з фарами і пічкою падає до 13,5 В — є проблеми. Осідання в районі 0,1-0,5 вольт вважаються нормою.
П'яте — чи правильно заряджається акумулятор від зарядного пристрою. Переважна більшість ЗУ не оснащені вольтметрами. Але ж напруга є дуже важливим параметром заряду. Додатково про це можна почитати в статті про те, чому кипить акумулятор.
Підсумуємо вищесказане. По напрузі на клемах АКБ можна оцінити:
- рівень заряду;
- справність системи запуску двигуна;
- працездатність генератора і реле-регулятора;
- їх здатність тримати підвищене навантаження;
- правильність заряду АКБ від стаціонарного зарядного пристрою.
Це ще не все, про що можна дізнатися за напругою АКБ автомобіля. Наприклад, перевірка акумулятора навантажувальною вилкою теж не обходиться без вольтажу. Причина, по якій кипить акумулятор, безпосередньо пов'язана з напругою. Щоб повноцінно перевірити двигун автомобіля перед покупкою, теж корисно орієнтуватися в напрузі АКБ. Про все це читайте пізніше в матеріалах по посиланнях. А ми продовжимо заглиблюватися в поточну тему.
Як правильно заміряти напругу АКБ
Спочатку варто розглянути, як не варто вимірювати напругу, і чому. До неправильних методів відносяться виміри за допомогою:
- штатного вольтметра на приладовій панелі, якщо він попередньо не відкалібрований;
- показометрів, вставлених в розетку прикурювача;
- дешевих китайських вольтметрів, виведених в салон;
- вольтметра на зарядному пристрої, якщо він не був відкалібрований;
- крутим мультиметром з автоматичним визначенням допустимого діапазону.
Коротко пройдемося по кожному пункту. Штатні вольтметри є не на всіх автомобілях. Якщо ж є, то у них, як правило, є два недоліки. По-перше, вони показують вольтаж без урахування падіння напруги в проводах, якими підключені до АКБ. По-друге, вимірюють неточно. Але деякі штатні вольтметри можна відкалібрувати. Суть калібрування полягає в тому, щоб домогтися показу напруги саме на клемах АКБ.
Розберемо на пальцях, як це працює. Уявімо, що у нас є якийсь акумулятор і два точних вольтметра. Один з них ми підключаємо максимально короткими проводами безпосередньо до клем АКБ. Другий приєднуємо проводами такої довжини, яка дозволить «дотягнутися» з підкапотного простору в салон.
Якщо спочатку обидва вольтметри були відкалібровані однаково, то при описаному підключенні показувати вони будуть різну напруга. А саме — той, що на більш довгих проводах, буде відображати менше вольт. Відбувається це через падіння напруги. Явища, пов'язаного з опором провідників.
Тепер уявімо, що на наших вольтметрах є можливість калібрування. Зазвичай це гвинтик або крихітний змінний резистор. Якщо така можливість є, то ми можемо підігнати показники другого вольтметра до цифр першого. В результаті ми виключимо похибку, яка виникає через падіння напруги.
З усього вищесказаного випливає головне правило вимірювання напруги акумулятора: вимірювати треба безпосередньо на клемах АКБ.
Що стосується показометрів, які вставляються в розетку прикурювача, то без варварського втручання в конструкцію їх не відкалібрувати. Відповідно, показують вони, як правило, занижену напругу. Її падіння відбувається тому, що на шляху від АКБ до розетки прикурювача є дроти. Компенсувати це просідання можна лише при наявності калібрувального гвинта.
Тепер про те, як заміряти мультиметром напругу акумулятора. Вірніше, який прилад для цього краще використовувати. Не варто прагнути використовувати дорогі китайські мультиметри. Вони довго «думаючі», тобто, видають показники з затримкою. Те ж саме стосується приладів з функцією автоматичного вибору діапазонів. Звичайно, в більшості ситуацій така затримка не є критичною, якщо про неї знати. Але краще, все ж, використовувати мультиметри простіші. Вони реагують на зміни напруги майже моментально, що дозволяє вирішувати певні завдання, не вводячи себе в оману.
Інформація для користувачів початківців. Щоб виміряти напругу акумулятора мультиметром, потрібно зробити наступне:
- Увімкніть режим вимірювання постійної напруги.
- Виберіть діапазон виміру до 20 вольт.
- Підключіть червоний щуп до клеми зі знаком «плюс».
- Чорний до «мінусової» клеми.
- Дочекайтеся стабільних показників і зафіксуйте їх.
Важливо! Щупи повинні бути приєднані до клем надійно і впевнено. Слабкий або переривчастий контакт спотворить показники, і ви будете введені в оману. Не настільки важливо, який щуп до якої клеми приєднувати. У разі зворотного підключення просто не звертайте увагу на знак «мінус» на дисплеї приладу.
Останній пункт — вбудовані вольтметри в зарядний пристрій. По-перше, якщо на вашому приладі він стрілочний, то взагалі забудьте про нього. Аналоговий вольтметр на зарядному пристрої годиться лише для того, щоб дізнатися, чи живий прилад. Неточний. Приблизний. Ще й бреше часто. По-друге, навіть якщо вольтметр цифровий, не поспішайте йому сліпо вірити.
Перша причина — він може бути сам по собі неточним. Друга — відсутність калібрування. Тобто, вольтметр може показувати напругу на виході схеми зарядного пристрою, а не на клемах АКБ, до яких ведуть ще дроти (не завжди достатньої товщини). Нарешті, у деяких зарядних пристроїв вольтметр показує напругу не на АКБ, а вольтаж обраного режиму заряду. Тобто, грубо кажучи те, до чого прилад буде «прагнути» в процесі зарядки. Про це, та інші важливі нюанси, розказано в матеріалі про те, як вибрати зарядний пристрій для акумулятора автомобіля.
Режими роботи автомобільного акумулятора
Тепер варто розібратися з тим, в яких режимах працює автомобільний акумулятор, і яку напругу він може видавати. Це найважливіше. Багато упускають даний момент, вводячи в оману і себе, і інших. Щоб зрозуміти, про що йде мова, перерахуємо списком основні 7 режимів експлуатації АКБ:
- Окремо від автомобіля.
- На автомобілі з непрацюючим мотором.
- При працюючому двигуні.
- З підвищеним навантаженням.
- Зарядка від стаціонарного зарядного пристрою.
- Після зарядки.
- Після простою.
Тепер окремо по кожному пункту.
Акумулятор окремо від автомобіля
Що особливого в цьому режимі? Найголовніше те, що на акумулятор немає абсолютно ніякого навантаження. Адже коли АКБ підключена до бортової мережі, остання споживає невеликий струм, необхідний для роботи деяких приладів в режимі очікування. Крім того, в машині може бути великий струм витоку, який теж є навантаженням.
Як навантаження впливає на напругу акумулятора автомобіля? Вона його просаджує. Іноді досить істотно. Працює це за наступним принципом. Чим більший струм навантаження, тим просадка помітніша. Також, чим гірший загальний стан АКБ, тим сильніше просідає напруга. Наведемо приклад. Припустимо, ми виміряли напругу на клемах АКБ, не відключаючи її від бортової мережі. Мультиметр показав 12,4 В. Якщо в машині є струм витоку або декілька приладів в режимі очікування (магнітола, сигналізація, навігатор, реєстратор), то після від'єднання клеми напруга на АКБ підніметься на 0,1-0,2 В.
Чому це важливо розуміти? По-перше, знання цього простого принципу дозволяє побічно визначити наявність шкідливого струму витоку. По-друге, це важливо, якщо ви хочете по напрузі акумулятора визначити, на скільки відсотків він заряджений або до якої міри розряджений. Щоб це зробити, досить виміряти вольтаж, і знайти його в цій таблиці.
|
Напруга спокою (В) |
Заряд (%) |
|
<11,90 |
0 |
|
11,95 |
10 |
|
12,00 |
20 |
|
12,05 |
30 |
|
12,15 |
40 |
|
12,20 |
50 |
|
12,30 |
60 |
|
12,40 |
70 |
|
12,50 |
80 |
|
12,60 |
90 |
|
12,70 |
100 |
|
> 12,71 |
Некоректний замір |
Тепер має бути видно, що згадана вище різниця в 0,2 вольта досить помітно спотворює показники ступеня заряду АКБ. Тобто, при 12,4 В це буде приблизно 70%, а після зняття клеми і напрузі 12,6 В — вже 90%. Якщо ж ви зняли клеми, а напруга майже не збільшилася, значить на вашому автомобілі все відмінно з струмом витоку, і батарею «не їдять» ніякі споживачі в режимі очікування.
Але не слід поспішати! Це ще не всі фактори, що впливають на коректність вимірювання напруги автомобільного акумулятора. Йдемо далі.
АКБ на машині з вимкненим мотором
Частково вже має бути зрозуміло, як цей режим впливає на напругу акумулятора автомобіля. Тому, якщо вашою метою є оцінка ступеня зарядженості АКБ, підключеної до бортової мережі, робіть поправку на струм витоку і працюючі в режимі очікування прилади. Для цього треба спочатку цю поправку виміряти, порівнявши вольтаж до, і після зняття клеми.
Черговий важливий нюанс будь-якої автомобільної батареї полягає в її інерційності. Вірніше, в інерційності напруги. Справа в тому, що відразу після відключення АКБ від бортової мережі напругу вимірювати не варто. Треба трохи почекати. Як правило, вистачає 5-10 хвилин. По їх закінченню напруга підвищиться і стабілізується. Це відбувається завжди, коли з акумулятора знімається навантаження.
Крім оцінки рівня заряду в цьому режимі можна простежити за роботою стартера. І ось якраз в цьому випадку потрібен якомога більш спритний мультиметр. А ще помічник. Суть перевірки полягає в тому, щоб визначити падіння напруги на клемах АКБ під час запуску двигуна. Якщо з 12,5 В воно просідає нижче 9-10 В, то безумовно є проблеми. Більшість з них описані в матеріалі — чому погано крутить стартер.
При працюючому двигуні з навантаженням і без
Вимірювання напруги акумулятора при працюючому двигуні дозволяє визначити відразу кілька моментів. По-перше, якщо без додаткового навантаження в цьому режимі вольтметр показує менше 14,4 В, є проблеми з генератором або реле-регулятором. По-друге, якщо при ввімкненому навантаженні (фари, грубка, музика, кондиціонер) напруга просідає більше, ніж на піввольта, то теж є проблеми.
Знову ж таки, занадто висока напруга під час роботи двигуна теж шкідлива. Якщо акумулятор з рідким електролітом, то останній буде швидко закипати. Закінчиться така експлуатація сумно. Не менше проблем очікує тих, у кого АКБ типу GEL або AGM. У них немає рідкого електроліту, і кипіти вони не будуть. Але зате порушиться контакт електроліту зі свинцевими пластинами. Гель, як правило, здувається і відстає від електродів. В результаті безповоротно втрачається ємність акумулятора. AGM АКБ трохи краще переносять підвищену напругу. Але безсмертними в цьому плані вони, все ж, не є.
Зарядка АКБ від стаціонарного ЗУ
В процесі зарядки акумулятора напруга на його клемах є ключовим параметром. На ряду з силою струму. Щоб АКБ нормально зарядити, напруга повинна бути виведена на позначку 14,4 В, і в такому режимі заряд триває до зниження струму заряду (ампер) до 0,1—0,2 А.
Якщо напруга буде нижче зазначених 14,4 В, акумулятор ніколи не зарядиться до 100%. Якщо ж цю позначку перевищити, батарея незабаром закипить, що не є добре. Особливо чутливими до цього є GEL АКБ. Детальніше про них читайте в статті — як заряджати гелевий акумулятор. Чимало плутанини і міфів зібралося навколо напруги заряду так званих Ca/Ca батарей. Ця тема повністю розкрита в матеріалі — як заряджати кальцієвий акумулятор.
АКБ після зарядки
Відразу, і протягом декількох годин після зарядки — напругу акумулятора автомобіля вимірювати взагалі безглуздо. Вона буде просто завищеною, і ніякої корисної інформації по ній отримати не можна. Якраз через нерозуміння цієї простої істини на просторах Інтернету часто зустрічаються заяви, що представлена вище таблиця не для всіх типів АКБ, і інші. А все тому, що напруга в таких випадках вимірюється відразу після зупинки двигуна або відключення зарядного пристрою.
Так робити — немає сенсу!
Причина тому — інерційність. У перший час після зарядки від ЗУ або генератора акумулятор завжди видає завищену напругу. По ній неможна нічого путнього визначити. Тим більше, за нею неможливо оцінити, на скільки відсотків була заряджена батарея. Відразу після зарядки нормою буде напруга в районі 13,0—13,5 В...
Акумулятор після простою
А ось це вже зовсім інша справа. Після простою акумулятора на клемах можна вже виміряти так звану напругу спокою. Щоб АКБ досягла цього стану, потрібен різний час, але ніяк не менше 8-12 годин. Без зарядки. Без навантаження. Тільки в цьому випадку можна вимірювати напругу з метою дізнатися, на скільки відсотків вона (батарея) там заряджена або розряджена.
Відповідно, якщо ви тільки що заглушили двигун, дайте акумулятору відстоятися хоча б ніч. Потім вимірюйте і оцінюйте. Те ж саме, якщо ви підзаряджали АКБ від стаціонарного зарядного пристрою. Те, наскільки добре ви її зарядили, оцінюйте по напрузі на наступний день. Раніше вимірювати безглуздо.
В процесі експлуатації кальцієвого акумулятора автором було виявлено наступне. Вік АКБ — 2,5 року з моменту покупки. На генераторі встановлено застарілий реле-регулятор, який підтримує напругу в бортовій мережі 14,0 вольт (на ньому так і написано). Ясна річ, що цього мало для повноцінного відновлення заряду акумулятора в процесі їзди.
Відповідно, періодично доводиться ставити АКБ на зарядку від стаціонарного пристрою. Так ось. Що було відзначено в процесі такої експлуатації. Коли акумулятор заряджався прямо на борту, без відключення клем, то напруга спокою досягалося через 7-8 годин. Тобто, більше не знижувалася. Коли ж зарядка від ЗУ здійснювалася при відключених клемах, і АКБ залишалася стояти поза бортовою мережею на ті ж 7-8 годин, напругу показувало в районі 13,2 В.
З цього можна зробити наступні висновки. Коли акумулятор відстоюється без машини (струму витоку і навантаження від приладів в режимі очікування), то для досягнення напруги спокою потрібно трохи більше часу, ніж 7-8 годин. При цьому, струм витоку на машині автора — в нормі. Щось близько 0,05 А. Можливо, ці спостереження комусь будуть цікаві або корисні.
Відео: яка напруга буває у акумулятора автомобіля
Короткі підсумки
Коректне вимірювання напруги акумулятора автомобіля — дозволяє проводити його діагностику. За вольтажем можна визначити рівень заряду АКБ, оцінити роботу стартера, генератора і реле-регулятора. Головне — вимірювати напругу правильно, враховуючи специфіку самих акумуляторів, їх інерційність, а також різні режими експлуатації.
